浅谈暖通空调能耗问题及对策
浅谈暖通空调能耗问题及对策
摘要：暖通空调作为建筑物的重要组成部分，在为人们带来舒适的室内环境的同时，也带来了能源的大量消耗及污染。本文主要对于暖通空调系统能耗进行分析，并提出降低能源损耗的一些措施，供同行借鉴参考。
关键词：暖通空调系统；能耗；节能措施
    一、暖通空调系统
暖通空调是一种集采暖、通风、空气调节为一体的空调机。它的英文简称为 HVAC，它的主要功能是加热、通风和空调。采暖：也叫供热，根据需要为建筑供热，确保室内的温度能始终保持在外部环境的水平。散热器是常用的。通风：将气体送入室内或将室内的气体排放的过程。利用室内空气进行室内换气，一般分为自然通风与机械通风两种。空调器：是一种用于调节室内温度、湿度、洁净度及气流的流速的建筑物环境控制系统。
  二、暖通空调的能耗与排放问题分析
一般而言，暖通空调在建筑能源消耗中所消耗的能源总量为30%一50%，在建筑能源消耗中占有很大比重，而且每年都有增加的趋势。我国是一个人口大国，暖通空调的需求量很大，其能源消耗也很大。在国内，暖通空调所用的能源基本都是非再生能源，非常珍贵。由于我国的油气资源相对贫乏，而煤的储量很大，所以在暖通空调系统中，主要采用的是燃煤。因此，我国的暖通空调排放的方式包括：碳排放、SO2排放、 NOx排放和废热排放。以下是我们和其它几个主要国家的二氧化碳排放情况。
如图1所示，中国的二氧化碳排放量是27亿吨，排在美国28亿吨之后，位列全球第二。很明显，二氧化碳的排放非常巨大。2009年，在哥本哈根的联合国气候变化会议上，我们保证，到2020年，我们的二氧化碳排放将比2005年减少40%到45%。在“十二五”期间，全国
能源消费总量减少16%，二氧化碳排放减少17%，非矿物能源的比重提高到11.4%。这是暖通空调产业面临的重大挑战。
  暖通空调在建筑能源消耗中所消耗的能量大约为30-50%，可见其能源消耗非常庞大，同时其节能降耗潜力也很大。暖通空调系统的能源消耗有两大类。(1)用于供应空调装置的冷量和热的冷热来源能量，如制冷机装置的电力消耗。吸收型致冷器消耗蒸气或气体，加热装置例如燃烧煤炭、汽油、电力等。(2)用于将空气吹入室内并将循环水传送至空气调节器，由风扇和抽油机马达所消耗的电力。
    三、暖通空调系统的节能措施分析
通过对建筑能耗的分析，得出了建筑能耗和空调能耗的结论。当前我国建筑节能、围护结构的保温隔热性能较差，夏季空调耗电大，冬季供暖能耗高。在设计、生产、安装、使用等各环节中，也有许多问题。从而可以在一定程度上减少暖通空调系统的能量消耗，从而实现节能。本文主要从建筑材料、结构、暖通空调系统的可再生能源、暖通空调技术的改善与改善等几个方面进行了探讨。
    （一）降低围护结构的散热量
建筑周边护结构包括墙体、门窗、屋顶等。赵士怀等人的研究发现，在我国北方地区，建筑外墙保温结构的热损耗中，建筑外护结构的热耗能占到40%~50%，其热工性能与建筑结构形式、构造方式、结构选择等因素密切相关。建筑物的不同类型，会对围护结构的选择产生不同的影响，进而影响到它们的热力学特性。采用具有较低热传导率的隔热材料，可显著减少建筑内的换热。
1）围护结构的设计
墙是围护结构中的一种重要构件，但现有的墙体仅能起到承载的作用，很难达到隔热性能的要求。于是，复合墙体就出现了，并且被广泛地应用。复合墙的实质是在墙体上加上一层绝热材料。隔热层的主要功能是降低室内热损失，增加供热利用率，节约能源。目前，复合墙体的保温形式有三种：内保温、外保温和保温。内保温和的中间保温很难避免“热桥”的发生，“热桥”会造成墙体开裂，造成墙体的隔热效果下降，同时也会造成房屋的可利用面积减少。采用外保温方法不仅具有良好的隔热效果，还能防止墙体内产生凝结。所以，在进行复合墙体的设计时，一般都是采用外墙保温。
门窗是建筑中最重要的散热部件，也是最脆弱的一部分。由于大多数门窗隔热性能差，导
致室内热损失严重，导致门窗面积增大。更高的传热。所以，在门窗设计时，要考虑到不同地区的气候条件，合理设计窗体比例。按照全国住宅建筑节能设计规范，对冬季住宅各朝向的窗墙比例要求为：北向窗≤0.3，东西向窗≤0.35，南向窗≤0.5。在广东、广西等温暖潮湿地区，可以采用大窗墙比例，夏天采用南向窗的自然通风来减少室内的温度和湿度。在冬天，它能吸收更多的热量。为了降低窗框和窗玻璃的散热，一般民用建筑应该减少落地窗的设计。另外，还可以利用帘幕降低换热损耗，提高窗户的热性能。加强门窗的紧密性，在窗框部位也可以采用“热断桥”型材，具有更好的节能效果。
空调不制冷是什么原因只有自然风在建筑节能方面，一般采取如下的设计方法：1）采用高架屋顶。在顶棚上安装有遮阳板，而在顶棚的下面，还设有一个能起到通风作用的架空面板，它能吸收一部分的太阳辐射热量。遮阳板本身所能吸收的热量，在对流传热过程中会被传输到架空板上，然后被风吹散。该方法通常用于通风良好的平顶，大风量可以有效的吸收热量，但在夏天风量较低、通风条件不佳的地区不宜使用。在低温条件下，采用此方法可使屋顶温度下降，室内温度下降。也是不合适的。2)使用雨水收集的顶棚。这种方法是在屋面上铺设3~5 cm的蓄水层，利用蓄热和蒸发的特点，可以有效地降低屋面的传热。从而达到了良好的保温和隔热效果。不利之处在于，水分会挥发，特别是在夏天，会迅速挥发。要时时注意用水量，及
时补水，会造成一定的水资源浪费，而且还会渗透。如果屋面的材质不合适，就会产生漏水，造成房子的隔热效果降低。同时也缩短了房子的使用寿命。3)使用植物式的屋顶，也就是在房顶上覆盖一层泥土和一些绿的植物。利用植被的遮蔽和蒸发，减少了屋顶上的太阳辐射热量。杨子江的研究结果显示，建筑的屋顶绿化可以显著地降低建筑物周边气温（0.5~4℃），同时，建筑物周边气温每下降1℃，室内空调能耗下降6%，对于较低的大型建筑物，其屋顶面积大于墙体面积。在夏季，建筑建筑的总热量来自于建筑的70%，而在室外建筑中，室外的最高气温要低于不使用建筑的20摄氏度。但是，由于屋顶土壤的厚度限制，这些植物的根系很浅，很难抵御风雨。所以，只有在风力较小的时候，才能使用，并且需要专业的管理人员。
2）围护结构的保温材料
材料是影响围护结构热力学特性的重要因素，其作用随建筑物的位置而异。比如，窗体材料必须具有很好的透光率，而墙体材料则要求具有很高的抗压强度，因此，在选择材料时必须兼顾使用部位和热力学特性。矿棉，岩棉，聚苯乙烯泡沫塑料板材，聚氨酯等是建筑外墙常用的隔热材料。聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯是一种比较容易获得的材料，它具有较
高的比强度和较低的隔热导热率，但是它的燃烧性是B2级，通常不适合在24米以上的建筑物或人员稠密的建筑物上使用，如果使用，则使用不燃材料作为防护层。由于其施工过程比较复杂，并且由于其对日光反射率的影响，使得其在夏天无法有效地阻挡太阳辐射热量。夏天的空调系统会增大冷量。岩棉、矿棉是一种常用的隔热材料，它的阻燃等级是 A类，是一种非易燃材料，但是它的抗压强度很低。由于采用岩棉板作为周边护结构隔热材料的技术发展，纤维层不利于施工，也不利于环境保护，且价格昂贵。因此，今后在建筑围护结构中，采用岩棉板将会有很大的发展空间。

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